FR3112994A1 - THERMAL SYSTEM VEHICLE WITH OPTIMIZED COOLING PERFORMANCE - Google Patents
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Abstract
Un véhicule (V) comprend un circuit de refroidissement (CR) comportant un premier échangeur de chaleur (EC1) réchauffant de l’air en refroidissant un fluide de refroidissement d’une machine motrice électrique (MM), une pompe à chaleur (PC) comprenant un évaporateur (EV1), un compresseur (CP) et un condenseur (CD) dans lesquels circule un fluide caloporteur, et un circuit de chauffage (CC) comportant un aérotherme (AE) et un second échangeur de chaleur (EC2) dans lesquels circule un fluide caloporteur circulant également dans le condenseur (CD) et traitant ensemble de l’air par échange avec ce fluide caloporteur. Les premier (EC1) et second (EC2) échangeurs de chaleur sont installés en amont du premier évaporateur (EV1) l’un au-dessus de l’autre afin que de l’air réchauffé par ce premier échangeur de chaleur (EC1) alimente le premier évaporateur (EV1) pendant une phase de chauffage sans alimenter le second échangeur de chaleur (EC2) pendant une phase de refroidissement. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1A vehicle (V) comprises a cooling circuit (CR) comprising a first heat exchanger (EC1) heating air by cooling a cooling fluid of an electric motor machine (MM), a heat pump (PC) comprising an evaporator (EV1), a compressor (CP) and a condenser (CD) in which a heat transfer fluid circulates, and a heating circuit (CC) comprising an air heater (AE) and a second heat exchanger (EC2) in which circulates a heat transfer fluid also circulating in the condenser (CD) and together treating air by exchange with this heat transfer fluid. The first (EC1) and second (EC2) heat exchangers are installed upstream of the first evaporator (EV1) one above the other so that air heated by this first heat exchanger (EC1) supplies the first evaporator (EV1) during a heating phase without supplying the second heat exchanger (EC2) during a cooling phase. Figure to be published with abstract: Fig. 1
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
L’invention concerne les véhicules comprenant une machine motrice électrique refroidie par un circuit de refroidissement et un espace d’accueil alimenté en air traité par un circuit de chauffage couplé à une pompe à chaleur.The invention relates to vehicles comprising an electric motor machine cooled by a cooling circuit and a reception area supplied with air treated by a heating circuit coupled to a heat pump.
Etat de la techniqueState of the art
Comme le sait l’homme de l’art, certains véhicules, généralement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique ou hybride, et donc comportant au moins une machine motrice électrique alimentée en énergie électrique par au moins une batterie rechargeable. Les véhicules précités sont équipés d’un circuit de refroidissement comportant un premier échangeur de chaleur qui refroidit, par échange avec de l’air extérieur, un fluide de refroidissement destiné à réduire la température de leur machine motrice électrique. Cette réduction est destinée à réduire la consommation d’énergie électrique et donc à augmenter l’autonomie kilométrique tout en réduisant les temps de recharge de la batterie (notamment dans les régions où le climat est chaud).As known to those skilled in the art, certain vehicles, generally of the automotive type, comprise an all-electric or hybrid powertrain (or GMP), and therefore comprising at least one electric motor machine supplied with electrical energy by at least one battery rechargeable. The aforementioned vehicles are equipped with a cooling circuit comprising a first heat exchanger which cools, by exchange with outside air, a cooling fluid intended to reduce the temperature of their electric motor machine. This reduction is intended to reduce the consumption of electrical energy and therefore to increase the mileage range while reducing battery charging times (especially in regions where the climate is hot).
Dans ce cas, le véhicule est aussi généralement équipé d’une pompe à chaleur participant au refroidissement/réchauffement de l’air qui alimente son espace d’accueil (ou habitacle) pour améliorer l’autonomie du véhicule. Cette pompe à chaleur, qui comprend notamment un évaporateur, un compresseur et un condenseur dans lesquels circule un premier fluide caloporteur, présente en effet l’avantage de consommer une quantité d’énergie électrique assez faible et donc réduisant peu l’autonomie du véhicule. Cette pompe à chaleur ayant une capacité de refroidissement (ou réfrigération) insuffisante compte tenu de ses dimensions, il a été proposé de la combiner à un circuit de chauffage comportant un aérotherme dans lequel circule un second fluide caloporteur circulant également dans le condenseur (de la pompe à chaleur) et propre à traiter de l’air par échange avec ce second fluide caloporteur pour alimenter en air traité l’espace d’accueil. On comprendra que le condenseur sert à réchauffer le fluide caloporteur du circuit de chauffage du véhicule pendant une phase de chauffage.In this case, the vehicle is also generally equipped with a heat pump participating in the cooling/heating of the air which supplies its reception area (or passenger compartment) to improve the autonomy of the vehicle. This heat pump, which notably comprises an evaporator, a compressor and a condenser in which a first heat transfer fluid circulates, has the advantage of consuming a fairly low quantity of electrical energy and therefore reducing the range of the vehicle only slightly. This heat pump having an insufficient cooling (or refrigeration) capacity given its dimensions, it has been proposed to combine it with a heating circuit comprising a unit heater in which circulates a second heat transfer fluid also circulating in the condenser (from the heat pump) and suitable for treating air by exchange with this second heat transfer fluid to supply the reception area with treated air. It will be understood that the condenser is used to heat the heat transfer fluid of the heating circuit of the vehicle during a heating phase.
Lorsque le véhicule est utilisé en présence de fortes températures, typiquement supérieures à 35°C, la température du second fluide caloporteur devient notablement supérieure à la température de l’air extérieur. Cela ne pose pas de problème au niveau du circuit de chauffage car le véhicule fonctionne exclusivement en mode de refroidissement et donc l’aérotherme n’alimente pas l’espace d’accueil en air traité. Mais cela pose un problème au niveau du circuit de refroidissement (pendant une phase de refroidissement) car la condensation n’est pas optimale au niveau du condenseur du fait que le premier fluide caloporteur a une très haute température (typiquement 100°C en sortie du compresseur) et que le second fluide caloporteur a une température supérieure à celle de l’air extérieur (typiquement + 5°C à + 10°C) en sortie de l’aérotherme. En d’autres termes, les performances de refroidissement (ou réfrigération) sont insuffisantes pour permettre d’atteindre certaines consignes de température choisies par certains passagers ou ne permettent d’atteindre ces consignes de température qu’après de longs délais, ce qui nuit à la qualité perçue du véhicule.When the vehicle is used in the presence of high temperatures, typically above 35°C, the temperature of the second heat transfer fluid becomes significantly higher than the temperature of the outside air. This does not pose a problem with the heating circuit because the vehicle operates exclusively in cooling mode and therefore the unit heater does not supply the reception area with treated air. But this poses a problem at the level of the cooling circuit (during a cooling phase) because the condensation is not optimal at the level of the condenser because the first heat transfer fluid has a very high temperature (typically 100°C at the outlet of the compressor) and that the second heat transfer fluid has a temperature higher than that of the outside air (typically + 5°C to + 10°C) at the outlet of the unit heater. In other words, the cooling (or refrigeration) performance is insufficient to allow certain temperature setpoints chosen by certain passengers to be reached or only allows these temperature setpoints to be reached after long delays, which is detrimental to the perceived quality of the vehicle.
Pour éviter cette dégradation on est contraint de complexifier la pompe à chaleur, ce qui s’avère onéreux.To avoid this degradation, we are forced to make the heat pump more complex, which turns out to be expensive.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.The aim of the invention is therefore in particular to improve the situation.
Présentation de l’inventionPresentation of the invention
Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant :In particular, it offers for this purpose a vehicle comprising:
- un circuit de refroidissement comportant un premier échangeur de chaleur réchauffant de l’air en refroidissant un fluide de refroidissement d’une machine motrice électrique,- a cooling circuit comprising a first heat exchanger heating air by cooling a cooling fluid of an electric drive machine,
- une pompe à chaleur comprenant un premier évaporateur, un compresseur et un condenseur dans lesquels circule un premier fluide caloporteur, et traitant ensemble de l’air par échange avec ce premier fluide caloporteur pour alimenter en air traité un espace d’accueil, et- a heat pump comprising a first evaporator, a compressor and a condenser in which a first heat transfer fluid circulates, and together treating air by exchange with this first heat transfer fluid to supply a reception area with treated air, and
- un circuit de chauffage comportant un aérotherme dans lequel circule un second fluide caloporteur circulant également dans le condenseur et traitant de l’air par échange avec ce second fluide caloporteur pour alimenter en air traité l’espace d’accueil.- a heating circuit comprising a unit heater in which circulates a second heat transfer fluid also circulating in the condenser and treating air by exchange with this second heat transfer fluid to supply the reception area with treated air.
Ce véhicule se caractérise par le fait :This vehicle is characterized by the fact:
- que son circuit de chauffage comprend entre l’aérotherme et le condenseur un second échangeur de chaleur utilisé pendant une phase de refroidissement de l’air à traiter afin de refroidir le second fluide caloporteur avant qu’il ne circule dans le condenseur, et- that its heating circuit includes between the air heater and the condenser a second heat exchanger used during a cooling phase of the air to be treated in order to cool the second heat transfer fluid before it circulates in the condenser, and
- que les premier et second échangeurs de chaleur sont installés en amont du premier évaporateur l’un au-dessus de l’autre afin que de l’air réchauffé par ce premier échangeur de chaleur alimente le premier évaporateur pendant une phase de chauffage de l’air à traiter sans alimenter le second échangeur de chaleur pendant une phase de refroidissement de l’air à traiter.- that the first and second heat exchangers are installed upstream of the first evaporator one above the other so that the air heated by this first heat exchanger supplies the first evaporator during a heating phase of the air to be treated without supplying the second heat exchanger during a cooling phase of the air to be treated.
Grâce à l’invention, on n’utilise désormais le premier évaporateur que pendant une phase de chauffage car il réchauffe le premier fluide caloporteur issu du condenseur en recevant de l’air venant d’être réchauffé par le premier échangeur de chaleur.Thanks to the invention, the first evaporator is now only used during a heating phase because it heats the first heat transfer fluid from the condenser by receiving air that has just been heated by the first heat exchanger.
Le véhicule selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The vehicle according to the invention may include other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
- sa pompe à chaleur peut comprendre un second évaporateur intercalé entre le compresseur et le premier évaporateur et utilisé à la place de ce dernier pendant chaque phase de refroidissement de l’air à traiter ;- its heat pump may include a second evaporator inserted between the compressor and the first evaporator and used instead of the latter during each cooling phase of the air to be treated;
- son circuit de chauffage peut comprendre en sortie du condenseur une électrovanne contrôlant soit un accès au second échangeur de chaleur pendant chaque phase de refroidissement de l’air à traiter, soit un accès direct à l’aérotherme pendant chaque phase de chauffage de l’air à traiter ;- its heating circuit may include a solenoid valve at the condenser outlet controlling either access to the second heat exchanger during each cooling phase of the air to be treated, or direct access to the unit heater during each heating phase of the air to be treated;
- son circuit de chauffage peut comprendre entre l’aérotherme et le condenseur un dispositif de chauffage électrique réchauffant le second fluide caloporteur pendant une phase de chauffage de l’air à traiter ;- its heating circuit may include between the unit heater and the condenser an electric heating device heating the second heat transfer fluid during a heating phase of the air to be treated;
- le second échangeur de chaleur peut être installé au-dessus du premier évaporateur ;- the second heat exchanger can be installed above the first evaporator;
- il peut être de type automobile.- it can be of the automotive type.
Brève description des figuresBrief description of figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on examination of the detailed description below, and of the appended drawings, in which:
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
L’invention a notamment pour but de proposer un véhicule V comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique ou hybride et une installation thermique permettant d’optimiser les performances maximales de refroidissement (ou réfrigération) de l’air à traiter.The aim of the invention is in particular to propose a vehicle V comprising an all-electric or hybrid powertrain (or GMP) and a thermal installation making it possible to optimize the maximum cooling (or refrigeration) performance of the air to be treated.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. En effet, l’invention concerne n’importe quel véhicule comprenant un GMP tout électrique ou hybride et au moins un espace d’accueil de passagers (comme par exemple un habitacle). Ainsi, l’invention concerne tous les véhicules (terrestres (hormis les motocyclettes), maritimes (ou fluviaux), et aériens).In what follows, it is considered, by way of non-limiting example, that the vehicle V is of the automobile type. For example, a car. But the invention is not limited to this type of vehicle. Indeed, the invention relates to any vehicle comprising an all-electric or hybrid powertrain and at least one passenger reception area (such as a passenger compartment, for example). Thus, the invention relates to all vehicles (land (except motorcycles), sea (or river), and air).
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le GMP du véhicule V est tout électrique, et donc comprend au moins une machine motrice électrique MM. Mais le GMP pourrait être de type hybride, sous réserve qu’il comprenne au moins une machine motrice électrique et une machine motrice d’un autre type (par exemple thermique).Furthermore, it is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the GMP of the vehicle V is all-electric, and therefore comprises at least one electric motor machine MM. But the powertrain could be of the hybrid type, provided that it includes at least one electric driving machine and one driving machine of another type (for example thermal).
On a schématiquement et fonctionnellement illustré sur les figures 1 et 2 un véhicule V selon l’invention, comprenant un GMP (ici représenté par la seule machine motrice électrique MM), une installation thermique CR, PC et CC, et un espace d’accueil EA (ici un habitacle).There is schematically and functionally illustrated in Figures 1 and 2 a vehicle V according to the invention, comprising a GMP (here represented by the single electric drive machine MM), a thermal installation CR, PC and CC, and a reception area EA (here a cockpit).
La machine motrice électrique MM est alimentée en énergie électrique par au moins une batterie rechargeable BR.The electric driving machine MM is supplied with electrical energy by at least one rechargeable battery BR.
L’installation thermique d’un véhicule V selon l’invention comprend au moins un circuit de refroidissement CR, une pompe à chaleur PC et un circuit de chauffage CC.The thermal installation of a vehicle V according to the invention comprises at least one cooling circuit CR, a heat pump PC and a heating circuit CC.
Le circuit de refroidissement CR comprend un premier échangeur de chaleur EC1 chargé de réchauffer de l’air en refroidissant un fluide de refroidissement d’une machine motrice électrique MM. En d’autres termes, ce premier échangeur de chaleur EC1 est chargé de refroidir, par échange avec de l’air extérieur, le fluide de refroidissement qui est destiné à réduire la température de la machine motrice électrique MM.The cooling circuit CR comprises a first heat exchanger EC1 responsible for heating air by cooling a cooling fluid of an electric drive machine MM. In other words, this first heat exchanger EC1 is responsible for cooling, by exchange with outside air, the cooling fluid which is intended to reduce the temperature of the electric motor machine MM.
Par exemple, ce fluide de refroidissement peut être de l’eau mélangée à un additif, comme par exemple de l’éthylène glycol ou du propylène glycol.For example, this cooling fluid can be water mixed with an additive, such as ethylene glycol or propylene glycol.
La pompe à chaleur PC comprend notamment un premier évaporateur EV1, un compresseur CP et un condenseur CD dans lesquels circule un premier fluide caloporteur. Le compresseur CP est chargé de chauffer et de pressuriser le fluide de refroidissement qui est issu du premier évaporateur EV1 (éventuellement après avoir traversé un accumulateur AC) dans une phase de chauffage illustrée sur la figure 2, ou bien d’un éventuel second évaporateur (interne) EV2 dans une phase de refroidissement (ou réfrigération) sur laquelle on reviendra plus loin. Ce compresseur CP est de préférence à cylindrée variable.The heat pump PC notably comprises a first evaporator EV1, a compressor CP and a condenser CD in which a first heat transfer fluid circulates. The compressor CP is responsible for heating and pressurizing the cooling fluid which comes from the first evaporator EV1 (possibly after having passed through an accumulator AC) in a heating phase illustrated in figure 2, or else from a possible second evaporator ( internal) EV2 in a cooling phase (or refrigeration) to which we will return later. This compressor CP is preferably variable displacement.
Le condenseur CD est chargé de contribuer au chauffage ou au refroidissement d’un second fluide caloporteur circulant dans le circuit de chauffage CC qui le traverse. On comprendra qu’étant de type fluide/fluide il permet un échange de calories entre les premier et second fluides caloporteurs.The condenser CD is responsible for contributing to the heating or cooling of a second heat transfer fluid circulating in the heating circuit CC which passes through it. It will be understood that being of the fluid/fluid type, it allows an exchange of calories between the first and second heat transfer fluids.
Par exemple, ces premier et second fluides caloporteurs peuvent être de l’eau mélangée à un additif, comme par exemple de l’éthylène glycol ou du propylène glycol.For example, these first and second heat transfer fluids can be water mixed with an additive, such as for example ethylene glycol or propylene glycol.
Ce condenseur CD est de préférence dimensionné de manière à condenser sensiblement intégralement le premier fluide caloporteur issu du compresseur CP, dans le mode chauffage, de sorte qu’il soit sensiblement intégralement dans une phase liquide et partiellement refroidi lors de l’échange indirect avec le second fluide caloporteur. Cela permet en effet un transfert optimal des calories.This condenser CD is preferably sized so as to substantially completely condense the first heat transfer fluid from the compressor CP, in the heating mode, so that it is substantially completely in a liquid phase and partially cooled during the indirect exchange with the second heat transfer fluid. This allows an optimal transfer of calories.
Le premier évaporateur EV1 est chargé, dans une phase de chauffage illustrée sur la figure 2, de réchauffer le premier fluide caloporteur qui est issu du condenseur CD (éventuellement via un détendeur DT) par échange avec l’air extérieur, c’est-à-dire absorption de calories contenues dans l’air extérieur. Il délivre alors en sortie un premier fluide caloporteur, en phase gazeuse et légèrement réchauffé, qui est destiné à alimenter le compresseur CP.The first evaporator EV1 is responsible, in a heating phase illustrated in FIG. 2, for heating the first heat transfer fluid which comes from the condenser CD (possibly via an expansion valve DT) by exchange with the outside air, that is to i.e. absorption of calories contained in the outside air. It then outputs a first heat transfer fluid, in the gaseous phase and slightly heated, which is intended to supply the compressor CP.
L’éventuel détendeur DT n’intervient que dans une phase de chauffage illustrée sur la figure 2 et sur laquelle on reviendra plus loin. Il est chargé de dépressuriser le fluide frigorigène qui est issu du condenseur CD, avant qu’il n’alimente le premier évaporateur EV1 dans une phase de chauffage. Il délivre un premier fluide caloporteur refroidi et dépressurisé.The possible DT regulator only intervenes in a heating phase illustrated in figure 2 and to which we will come back later. It is responsible for depressurizing the refrigerant which comes from the condenser CD, before it supplies the first evaporator EV1 in a heating phase. It delivers a first cooled and depressurized heat transfer fluid.
Le circuit de chauffage CC comprend au moins un aérotherme AE et un second échangeur de chaleur EC2 dans lesquels circule le second fluide caloporteur qui circule également dans le condenseur CD. Cet aérotherme AE et ce second échangeur de chaleur EC2 sont propres ensemble à traiter de l’air (intérieur et/ou extérieur) par échange avec le second fluide caloporteur pour alimenter en air traité l’espace d’accueil EA. Ce circuit de chauffage CC sert donc à refroidir le premier fluide caloporteur pendant une phase de refroidissement (ou réfrigération) illustrée sur la figure 1 et à réchauffer l’air à traiter pendant une phase de chauffage illustrée sur la figure 2.The heating circuit CC comprises at least one air heater AE and a second heat exchanger EC2 in which circulates the second heat transfer fluid which also circulates in the condenser CD. This unit heater AE and this second heat exchanger EC2 are suitable together for treating air (indoor and/or outdoor) by exchange with the second heat transfer fluid to supply the reception area EA with treated air. This heating circuit CC is therefore used to cool the first heat transfer fluid during a cooling (or refrigeration) phase illustrated in figure 1 and to heat the air to be treated during a heating phase illustrated in figure 2.
On comprendra que l’objectif de ce second échangeur de chaleur EC2 est d’abaisser le plus possible la température du second fluide caloporteur pendant une phase de refroidissement afin que la différence de température entre les premier et second fluides caloporteurs soit la plus grande possible dans le condenseur CD pour optimiser le transfert de calories du premier fluide caloporteur vers le second fluide caloporteur, et ainsi induire un refroidissement par condensation du premier fluide caloporteur le plus important possible. Certes, lors du passage dans le condenseur CD la température du second fluide caloporteur augmente notablement, mais elle se stabilise rapidement (typiquement à environ 75°C lorsque la température du premier fluide caloporteur est d’environ 100°C et que la température de l’air extérieur est de 45°C), ce qui est sans conséquence sur l’air traité qui alimente l’espace d’accueil EA puisqu’il ne provient que de la pompe à chaleur PC.It will be understood that the objective of this second heat exchanger EC2 is to lower the temperature of the second heat transfer fluid as much as possible during a cooling phase so that the temperature difference between the first and second heat transfer fluids is as large as possible in the condenser CD to optimize the transfer of calories from the first heat transfer fluid to the second heat transfer fluid, and thus induce cooling by condensation of the first heat transfer fluid as much as possible. Certainly, when passing through the condenser CD the temperature of the second heat transfer fluid increases significantly, but it stabilizes quickly (typically at about 75°C when the temperature of the first heat transfer fluid is about 100°C and the temperature of the outside air is 45°C), which has no effect on the treated air which supplies the reception area EA since it only comes from the heat pump PC.
On entend ici par « aérotherme » un échangeur de chaleur de type air/fluide.Here, the term “unit heater” means a heat exchanger of the air/fluid type.
Les premier EC1 et second EC2 échangeurs de chaleur sont installés en amont du premier évaporateur EV1 l’un au-dessus de l’autre. Ainsi, l’air qui est réchauffé par le premier échangeur de chaleur EC1 alimente le premier évaporateur EV1 pendant une phase de chauffage de l’air à traiter sans alimenter le second échangeur de chaleur EC2 pendant une phase de refroidissement de l’air à traiter.The first EC1 and second EC2 heat exchangers are installed upstream of the first evaporator EV1 one above the other. Thus, the air which is heated by the first heat exchanger EC1 supplies the first evaporator EV1 during a heating phase of the air to be treated without supplying the second heat exchanger EC2 during a cooling phase of the air to be treated .
Grâce à l’invention, on n’utilise le premier évaporateur EV1 que pendant une phase de chauffage afin qu’il puisse réchauffer le premier fluide caloporteur issu du condenseur CD, ce qui est favorisé par le fait qu’il reçoit de l’air qui a été réchauffé au niveau du premier échangeur de chaleur EC1. En revanche, pendant une phase de refroidissement le premier évaporateur EV1 n’est pas utilisé car il induirait une dégradation des performances maximales de refroidissement (ou réfrigération) de sa pompe à chaleur PC et donc du circuit de chauffage CC du fait de la réception d’un air réchauffé au niveau du premier échangeur de chaleur EC1. En fait, pendant une phase de refroidissement c’est le second échangeur de chaleur EC2 qui est utilisé car il est placé au-dessus ou au-dessous du premier échangeur de chaleur EC1 et donc reçoit un air dont la température est à priori plus faible que celle de l’air réchauffé au niveau du premier échangeur de chaleur EC1.Thanks to the invention, the first evaporator EV1 is used only during a heating phase so that it can heat the first heat transfer fluid from the condenser CD, which is favored by the fact that it receives air which has been reheated at the first heat exchanger EC1. On the other hand, during a cooling phase, the first evaporator EV1 is not used because it would induce a degradation of the maximum cooling (or refrigeration) performance of its heat pump PC and therefore of the heating circuit CC due to the reception of d a heated air at the level of the first heat exchanger EC1. In fact, during a cooling phase, it is the second heat exchanger EC2 which is used because it is placed above or below the first heat exchanger EC1 and therefore receives air whose temperature is a priori lower. than that of the air heated at the level of the first heat exchanger EC1.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2 le second échangeur de chaleur EC2 est installé au-dessus du premier évaporateur EV1. Mais dans une variante de réalisation non illustrée le second échangeur de chaleur EC2 pourrait être installé en-dessous du premier évaporateur EV1.Note that in the example illustrated without limitation in Figures 1 and 2 the second heat exchanger EC2 is installed above the first evaporator EV1. But in an alternative embodiment not shown the second heat exchanger EC2 could be installed below the first evaporator EV1.
Le circuit de chauffage CC fonctionne donc en « circuit court » (sans le second échangeur de chaleur EC2) pendant une phase de chauffage, et en « circuit long » (avec le second échangeur de chaleur EC2) pendant une phase de refroidissement (ou réfrigération).The heating circuit CC therefore operates in "short circuit" (without the second heat exchanger EC2) during a heating phase, and in "long circuit" (with the second heat exchanger EC2) during a cooling phase (or refrigeration ).
De préférence, les premier EC1 et second EC2 échangeurs de chaleur et le premier évaporateur EV1 sont installés dans ce que l’homme de l’art appelle la façade avant du véhicule V, là où l’air extérieur pénètre dans la partie la plus avant (ou amont) du compartiment moteur. On comprendra qu’une partie amont du véhicule V reçoit de l’air avant une partie aval de ce dernier (V) lorsque le véhicule V avance.Preferably, the first heat exchangers EC1 and second EC2 and the first evaporator EV1 are installed in what those skilled in the art call the front facade of the vehicle V, where the outside air enters the frontmost part. (or upstream) of the engine compartment. It will be understood that an upstream part of the vehicle V receives air before a downstream part of the latter (V) when the vehicle V is moving forward.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que la pompe à chaleur PC peut comprendre un second évaporateur EV2 intercalé entre son compresseur CP et son premier évaporateur EV1 et utilisé à la place de ce dernier (EV1) pendant au moins chaque phase de refroidissement de l’air à traiter. A cet effet, la pompe à chaleur PC comprend une branche de dérivation ou « bypass » BD entre la sortie du condenseur CD (ou de l’éventuel détendeur DT) et l’entrée de l’éventuel second évaporateur EV2 afin de permettre au premier fluide caloporteur d’aller directement vers ce dernier (EV2) sans passer par le premier évaporateur EV1, et une électrovanne V1 contrôlant l’accès du premier fluide caloporteur à cette branche de dérivation BD ou au premier évaporateur EV1.It will also be noted, as illustrated without limitation in FIGS. 1 and 2, that the heat pump PC may comprise a second evaporator EV2 interposed between its compressor CP and its first evaporator EV1 and used instead of the latter (EV1) for at least minus each cooling phase of the air to be treated. To this end, the heat pump PC comprises a branch branch or "bypass" BD between the output of the condenser CD (or of the optional expander DT) and the input of the optional second evaporator EV2 in order to allow the first heat transfer fluid to go directly to the latter (EV2) without passing through the first evaporator EV1, and a solenoid valve V1 controlling the access of the first heat transfer fluid to this bypass branch BD or to the first evaporator EV1.
Comme illustré non limitativement sur la figure 2, ce second évaporateur EV2 peut être aussi éventuellement utilisé pendant une phase de chauffage de l’air à traiter, en complément du premier évaporateur EV1.As illustrated without limitation in Figure 2, this second evaporator EV2 can also possibly be used during a heating phase of the air to be treated, in addition to the first evaporator EV1.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que le circuit de chauffage CC peut comprendre en sortie du condenseur CD une électrovanne V2 contrôlant soit un accès au second échangeur de chaleur EC2 pendant chaque phase de refroidissement de l’air à traiter, soit un accès direct à l’aérotherme AE (sans passer par le second échangeur de chaleur EC2) pendant chaque phase de chauffage de l’air à traiter. En d’autres termes, le circuit de chauffage CC comprend une première sous-partie SP1 comprenant l’aérotherme AE et traversant le condenseur CD, et une seconde sous-partie SP2 comprenant le second échangeur de chaleur EC2. Dans une phase de réchauffement, on fait circuler le second fluide caloporteur seulement dans la première sous-partie SP1 (circuit court) afin d’éviter que le premier évaporateur EV1 reçoive de l’air extérieur refroidi par le second échangeur de chaleur EC2. Dans une phase de refroidissement, on fait circuler le second fluide caloporteur non seulement dans la première sous-partie SP1 mais également dans la seconde sous-partie SP2 (circuit long) car le premier évaporateur EV1 n’est pas utilisé et donc ne sera pas influencé par l’air issu du second échangeur de chaleur EC2.It will also be noted, as illustrated without limitation in FIGS. 1 and 2, that the heating circuit CC may comprise at the output of the condenser CD a solenoid valve V2 controlling either access to the second heat exchanger EC2 during each air cooling phase to be treated, or direct access to the air heater AE (without passing through the second heat exchanger EC2) during each heating phase of the air to be treated. In other words, the heating circuit CC comprises a first sub-part SP1 comprising the air heater AE and passing through the condenser CD, and a second sub-part SP2 comprising the second heat exchanger EC2. In a heating phase, the second heat transfer fluid is circulated only in the first sub-part SP1 (short circuit) in order to prevent the first evaporator EV1 from receiving outside air cooled by the second heat exchanger EC2. In a cooling phase, the second heat transfer fluid is circulated not only in the first sub-part SP1 but also in the second sub-part SP2 (long circuit) because the first evaporator EV1 is not used and therefore will not be influenced by the air from the second heat exchanger EC2.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que le circuit de chauffage CC peut comprendre entre son aérotherme AE et le condenseur CD un dispositif de chauffage électrique DC réchauffant le second fluide caloporteur pendant une phase de chauffage de l’air à traiter. On comprendra que ce dispositif de chauffage électrique DC est utilisé en tant qu’appoint lorsque la température de consigne de l’air traité (alimentant l’espace d’accueil EA) est très élevée par rapport à la température de l’air extérieur et/ou lorsque l’on a besoin de conditionner très rapidement l’espace d’accueil EA.It will also be noted, as illustrated without limitation in FIGS. 1 and 2, that the heating circuit CC may comprise between its air heater AE and the condenser CD an electric heating device DC heating the second heat transfer fluid during a heating phase of the air to be treated. It will be understood that this DC electric heating device is used as a back-up when the setpoint temperature of the treated air (supplying the reception area EA) is very high compared to the temperature of the outside air and /or when you need to condition the EA reception area very quickly.
Par exemple, ce dispositif de chauffage électrique DC peut comprendre au moins une résistance chauffante, éventuellement de type CTP (« Coefficient de Température Positif »).For example, this DC electric heating device may comprise at least one heating resistor, possibly of the PTC ("Positive Temperature Coefficient") type.
On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2 que la première sous-partie SP1 du circuit de chauffage CC peut comprendre une pompe électrique PE, par exemple installée entre la sortie du condenseur CD et l’aérotherme AE, et permettant de faire circuler le second fluide caloporteur dans les première SP1 et seconde SP2 sous-parties.It will also be noted, as illustrated without limitation in FIGS. 1 and 2, that the first sub-part SP1 of the heating circuit CC may comprise an electric pump PE, for example installed between the outlet of the condenser CD and the unit heater AE, and allowing to cause the second heat transfer fluid to circulate in the first SP1 and second SP2 sub-parts.
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